研究人员发现,即使是少量的沙漠尘埃也能改善海洋微生物的健康状况。
一项新的研究表明,陆地上的矿物粉尘在给海洋浮游植物施肥方面起着至关重要的作用,而海洋浮游植物对地球的气候、碳循环和海洋食物网至关重要。
在过去的几十年里,科学家们一直在观察自然的海洋施肥事件——当火山灰、冰川粉、野火烟尘和沙漠尘埃被吹到海面上并刺激浮游植物大量繁殖时的事件。但在这些极端事件之外,有一种稳定的、长距离的尘埃颗粒雨进入海洋,几乎全年都在促进浮游植物的生长,几乎在每个盆地。
在5月5日发表在《科学》杂志上的一项新研究中,来自俄勒冈州立大学、马里兰大学巴尔的摩分校和美国国家航空航天局的一组研究人员将卫星观测结果与先进的计算机模型结合起来,研究了陆地上的矿物粉尘是如何为海洋浮游植物的生长提供养分的。浮游植物是一种微小的植物状生物,它们构成了海洋食物网的中心。
浮游植物漂浮在海洋表面附近,主要依靠从深海涌出的阳光和矿物质营养物质生存,或者随着海岸径流漂浮到海洋中。但富含矿物质的沙漠尘埃——由强风携带并沉积在海洋中——对浮游植物的健康和丰富也起着重要作用。
这张图片是2011年4月8日由美国宇航局Terra卫星上的中分辨率成像光谱仪(MODIS)拍摄的,显示了比斯开湾上空的撒哈拉沙尘。海湾里浮游植物的大量繁殖使海水呈现出明亮的绿色和蓝色。沉积物很可能对颜色有所贡献,特别是在靠近海岸的地区。
根据这项新的研究,海洋上的尘埃沉积约占全球每年出口产量的4.5%——这是衡量浮游植物在光合作用过程中吸收的碳沉降到深海中的量。然而,在中纬度和高纬度的一些海洋区域,这一贡献接近20%至40%。
浮游植物在地球气候和碳循环中发挥着重要作用。像陆地植物一样,它们含有叶绿素,并通过光合作用从阳光中获取能量。在这个过程中,它们产生氧气,并吸收大量的二氧化碳,其规模可能与热带雨林相当。它们在整个海洋的食物等级中处于最底层,从微小的浮游动物到鱼类再到鲸鱼。
该研究的合著者、马里兰大学巴尔的摩分校的研究教授洛林·雷默说,尘埃颗粒在落入海洋之前可以飞行数千英里,在海洋中,它们可以滋养远离尘埃源的浮游植物。“我们知道,沙漠尘埃的大气运输是海洋‘滴答’的一部分,但我们不知道如何找到它,”她说。
想要了解科学家是如何从地球表面上方400英里处追踪海洋生物的,请在这里阅读全文。
参考文献:《全球海洋生态系统的大气营养》,T. K. Westberry, M. J. Behrenfeld,石玉荣,余洪,l.a. Remer,卞洪,2023年5月4日,《科学》DOI: 10.1126 / science.abq5252
由Wanmei Liang拍摄的NASA地球观测图像,使用了NASA EOSDIS LANCE和GIBS/Worldview的MODIS数据。萨利·扬格/美国宇航局地球科学新闻组的故事,迈克尔·卡洛维茨。
他说:“政治联盟主义需要考虑到这样一个事实,那就是现在有很多新教徒认为他们已经准备好迎接变革。”
其他人则称他为“真正的先驱”。